問題は、与えられた式を展開することです。具体的には、 (1) $(3m+4a)(2m-5a)$ (5) $(a+b-c-d)(a-b-c+d)$ の2つの式を展開します。

代数学展開多項式分配法則因数分解
2025/4/15

1. 問題の内容

問題は、与えられた式を展開することです。具体的には、
(1) (3m+4a)(2m5a)(3m+4a)(2m-5a)
(5) (a+bcd)(abc+d)(a+b-c-d)(a-b-c+d)
の2つの式を展開します。

2. 解き方の手順

(1) (3m+4a)(2m5a)(3m+4a)(2m-5a) の展開
分配法則を用いて展開します。
3m3m(2m5a)(2m-5a) に掛け、次に 4a4a(2m5a)(2m-5a) に掛け、それらを足し合わせます。
(3m+4a)(2m5a)=3m(2m5a)+4a(2m5a) (3m+4a)(2m-5a) = 3m(2m-5a) + 4a(2m-5a)
=6m215ma+8ma20a2 = 6m^2 - 15ma + 8ma - 20a^2
=6m27ma20a2 = 6m^2 - 7ma - 20a^2
(5) (a+bcd)(abc+d)(a+b-c-d)(a-b-c+d) の展開
この式は少し複雑なので、共通の要素をまとめて置換します。x=acx = a-cy=bdy = b-d と置くと、与えられた式は
(x+y)(xy)(x+y)(x-y) と書き換えられます。
これは和と差の積の公式 (x+y)(xy)=x2y2 (x+y)(x-y) = x^2 - y^2 を使って展開できます。
(a+bcd)(abc+d)=(ac+bd)(ac(bd)) (a+b-c-d)(a-b-c+d) = (a-c + b-d)(a-c - (b-d))
x=ac,y=bd x=a-c, y = b-d
=(x+y)(xy)=x2y2 = (x+y)(x-y) = x^2 - y^2
=(ac)2(bd)2 = (a-c)^2 - (b-d)^2
=(a22ac+c2)(b22bd+d2) = (a^2 - 2ac + c^2) - (b^2 - 2bd + d^2)
=a22ac+c2b2+2bdd2 = a^2 - 2ac + c^2 - b^2 + 2bd - d^2
=a2b2+c2d22ac+2bd = a^2 - b^2 + c^2 - d^2 - 2ac + 2bd

3. 最終的な答え

(1) の答え:
6m27ma20a26m^2 - 7ma - 20a^2
(5) の答え:
a2b2+c2d22ac+2bda^2 - b^2 + c^2 - d^2 - 2ac + 2bd

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